JPS58130367A - 電子写真式印刷装置のヒ−トロ−ル温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、定着用ヒートロールを有する電子写真式印刷
装置のヒートロール表面温度を制御する装置に関するも
のである。

第１図は電子写真式印刷装置の原理を示す図の一例であ
る。以下にその原理の概略を説明する。

レーザ発振器１よ如発したレーザ光は光学変調器２に入
る。光学変調器２を駆動する光学変調器駆動回路３へは
、文字像が分解されたドツトデータが送られるので、光
学変調器２に入ったレーザ光は、そのドツトデータにし
たがって変調される。

変調されたレーザ光は反射ミラー４を通って回転多面鏡
５に達する。レーザ光は回転多面鏡５によって感光ドラ
ム６０表面を走査させられる。感光ドラム６０表面は帯
電器７によって予め一様に帯電しているので、レーザ光
が走査する毎に感光ドラム６０表面に静電潜像が形成さ
れる。感光ドラム６は一定周速で回転してお如、その静
電潜像は現像機８の上へ運ばれ、その現像機内のトナー
を吸引することによって現像される。

現惨された感光ドラムの面は転写器９の前に運ばれる。

用紙１６は用紙送りトラクタ１０によって送られ、転写
器９の前を一足速度で走行しておシ、かつ用紙押し出し
機構１１によって感光ドラム６０表面に押しつけられて
いる。転写器９の前に運ばれた感光ドラム表面のトナー
の像は、転写器９によって用紙１６に転写される。転写
された用紙上のトナーの像は予備加熱板１２を通って加
熱され、更に高温に熱せられているヒートロール１６と
バックアップロール１４の間ｔａつて、熱及び圧力によ
って定着される。

以上第１図にしたがって電子写真式印刷装置の原理の概
略を説明した。

ヒートロールは、熱伝導の良いアルミニウムを円筒状に
して、その円筒の表面を熱劣化に強いシリコンゴム２６
によって一様に覆ったものである。

ヒートロールの温度制御は一般で非接触方式の温度セン
サによって行なわれる。第２図はその原理の一例を示す
図である。図において、１７は検温素子、１８は検温素
子からの信号をセンスするためのセンサヘッド、１９は
センサヘッドからの信号、を増幅するだめの増幅器、２
０はカウンタ、２１はフリップフロップ、２５は電子ス
イッチ駆動回路、２２は電子スイッチ、２４はヒートロ
ール駆動モータ、２８は加熱用ヒータである１、この方
式によるヒートロールの温度制御は、ヒートロールのア
ルミニウム２７０表面に貼りつけた検温素子１７をセン
サヘッド１８と７１向させることによって行なわれる。

しかも、ヒートロールを回転させながら行なわれる。す
なわち、ヒートロールのアルミニウム部２７の温度を検
温素子１７によって横比し、その検温素子がセンサヘッ
ド１日と対向したときのセンサヘッドからの信号によっ
て、加熱用ヒータ２８に逆電するか否かを判断する。

検温素子の温度がその検温素子固有の検知ｍ度以上であ
る場合には、検温素子がセンサヘッドと対向し、ても、
センサヘッドからの信号は増幅器１９を通してフリップ
フロップ２１をセットする信号にならない。フリップフ
ロップ２１がナツトさねないので、電子スイッチ駆動回
路２３に付勢されない。したがって、電子スイッチ２２
はドライブされないので、加熱用ヒータに、も通電され
ない。

検ａ！素子の温度がその検温素子固有の検知温度以下で
ある場合には、検温素子がセンサヘッドと対向したとき
、センサヘッドからの信号は増幅器１９全通してフリッ
プフロラ１２１をセットする信号になる。７リツプフロ
ツプ２１をセクトする信号はカウンタ２０をリセットす
る働きも有する。

フリップフロップ２１がセットされると、電子スイッチ
駆動回路２６が付勢されるので、電子スイッチ２２がド
ライブされて加熱用ヒータに通電が行なわれる。一方、
フリップフロップ２１をセットする信号によってリセッ
トされたカウンタ２０は、クロック信号ＣＬＫ１によっ
てカウントアツプされる、カウンタ２０が予め定められ
た数までカウントアツプされると、カウンタ２０からの
信号はプリップフロップ２１金リセツトする。フリップ
プロップ２１がリセットされると、電子スイッチ駆動回
路２５社付勢されなくなる。したがって電子スイッチ２
２は、ドライブされなくカリ加熱用ヒータは通電されな
くなる。し、かり１次に検温素子とセンサヘッドが対向
したとき、検温素子の温度がその検温素子を占有の検知
温度以下である場合には、センサヘッドからの信号は増
幅器１９を通してフリップ７０ツブ２１ｔ−セットし、
カウンタ２０をリセットする信号になるので、貴び前記
の動作が行なわれる。

以上説明した如き原理に基づいてヒートロールの温度制
御が行なわれる。印刷停止時においては、ヒートロール
の表面温度は、そのヒートロールの了ルミニウム部２７
に貼りつ０られている検温素子の検知温度近傍になる。

ところが印刷中においては、ヒートロールから用紙へ熱
が辱えられるために、ヒートロールの表面温度と検温素
子が貼りつけられているアルミニウム部２７の温度は一
致しない。

印刷中に、ヒートロールから用紙に単位時間当りに転移
される熱量Ｈｐは次丈で与えられる７、Ｈｐ　＝　Ａ　
＠　Ｏ（Ｔｆ　　Ｔｐ　）　　（ｃａｌ／　ｓｅ＋Ｃ１
ここで、Ｔｆｉｊヒートロールの表面温度（℃）、Ｔｐ
はヒートロールに入る直前の、用紙の温ｆ（’Ｃ）、Ａ
は単位時間に印刷される用紙の面積１ｃＩＩ／５ｅｃ）
、Ｃけシリコンゴムの材質、用紙の材質、印刷速度によ
り決められる比例定数（ｃａｌ／ｍ＃’ｃ　）である。

一方、単位時ＭＪＫヒートロールのシリコンゴム表面に
伝導される熱量Ｈｆｒｉ次式で与えられる。

ここで、Ｓはシリコンゴムの衣面積（ｃｄ　）　、λは
シリコンゴムの熱伝導率１　ｅａｌ／Ｉ８＠ｅ　ｅｓｃ
＊’ｃ　）、ｊｌＴはヒートロールのアルミニウム部の
ｍ度と表面温度（’Ｃ）％ｄはシリコンゴム耶の厚さく
傷、）である。

空気中に消散１れる少量のｌ＃ｔを無神すると、単位時
間当りにヒートロールから用紙に転移されル熱ｔｔＨｐ
とシリコンコム六回に伝導される熱量Ｉｆけ吟じ、い。

しながつＣ１ Ｓ・λ・ΔＴ Ａ＠Ｃ（Ｔｆ−Ｔｐｌ　＝□ つまシ、ヒートロールのアルミニウム部の温度と表面温
度との温良差は、ヒートロールのｔｉｅ面温度とヒート
ロールに入る直前の用紙の潟１との差に比例する。ヒー
トロールの表面温度は定着性能を左右する重装な歎因の
１つである。ヒートロールの表面温度が低すぎる場合に
は、定着が不完全になって用紙上の文字像かはかわる。

逆に高すぎる場合には、用紙上のトナーの像がヒートロ
ールの表面に付着し１、付着した像が用紙の別の部分に
印刷されたり、用船が黄変したりする。１．＊がって、
ヒートロールの表面温度は印刷時および印刷停止時にお
いて、　ＬＩｔは一足に保たれていなければならない。

そこで、ヒートロールのアルミニウム部の温度と表面温
度との温度差を少なくするために、印刷中には予備加熱
板１２の温度を上げ、ヒートロールに入る直前の用紙の
温度を高くする方法が考えられる。ところが、用紙停止
時にけ用紙が予備加熱板上に放置されるために、用紙が
黄変するという不具合がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、印
刷時と印刷停止時のヒートロールの表面Ｓ度の差を少な
くシ、良好な定着性能を維持することである。

（１）ヒートロールの温を制御は、ヒートロールのアル
きニウム部に取りつけられた検温素子からの信号によっ
て行なわれている１、 （２）艶刷停止時にｈ、ヒートロールのアルミニウム部
の温度と表面温度とは、＃１ぼ等しい温度とかっている
。

（３）印刷中には、ヒートロールのアルミニウム部の温
度と表面ｍ度との間には差があり、その温度差はヒート
ロールの表面温度とヒートロールに入る直前の用紙の温
度差に比例している。

（４）ヒートロールのアルミニウム部の同一円周上の異
なる場所に、検知温度がｐ℃とｑ’（’：（ｐ＜ｑ）の
２ｓ類の検温素子を貼沙つけ、どちらかの検温素子の信
号を連部するととによって、ヒートロールのアルミニウ
ム・部の温度ｆｐ″Ｃ，またに９℃に制御することがで
きる。

（５）本発明は、十＊ｉ’、　（１）〜（４）の性質を
第１１用し、て次のように工夫したものである、 すなわち、印刷停止時には、ヒートロールの了ルミニウ
ム部の温度をｐ℃に制御し、印刷時にはＱ℃（Ｔ）＜Ｑ
）に制御することにより、印刷時においても、印刷停止
Ｆ時においても、ヒートロールの表面温度を共にははｐ
℃に設定することができる。ここで、ｑの値は次式によ
り選定できる。印刷中のヒートロールの表面における熱
平衡式は、ｑ−ｐ＝Ｋ　（Ｐ−Ｑ：’ｐｉである。ここ
で、Ｋは比例定数、Ｔｐｉｊヒートロールに入る直前の
用紙の温度である。したがって、印刷時のヒートロール
のアルミニウム部の温度ｑを、Ｐ＋Ｋ　（Ｐ−ＴＴ））
とすれば良い。

第３図は本発明になる一実施例を示す図である。

〔１〕構成 検温素子＋７ｐ、１７Ｑがヒートロール１３のアルミニ
ウム部２７の同一円周上に貼りつけられている。検温素
子１７ｐの検知ｉ度はｐ℃、検温素子１７ｑの検知温度
はＱ　℃であり、ｐ＜ｑとする。

ヒートロール駆動モータ２４　ニ１つてヒートロール１
６が回転させらね、検ｍ素子１７ｐ、１７ｑが交互にセ
ンサヘッド１８と対向する。検温素子の温＃ニヒートロ
ールのアルミニウム部２７の瀉＃′ｒ（なる。検温素子
の温度が、その検温素子固有の検知温度未満の場合には
、その検温素子がセンサヘッドと対向［７たとき、セン
サヘッドの出力信号が変化する。検温素子の温度が、そ
の検温素子固有の検知ｒＭＩＩ１１′以）の場合ＶＣＶ
ｉ、その検温素子がセンサヘッドと対向しても、センサ
ヘッドの出力信号は変化しない。

リトリガラブルワンショット３３の発振時間は、検温素
子１７ｑがセンサヘッド１８と対向してから検温素子１
７ｐがセンサヘッド１８と対向するまでに要する時間よ
りも少し長い時間である。

（２）信号名の説明 ＰＦＥＥＤ−Ｐｄ、印ＷＩ！ｆＩＫ　Ｈｌｇｈ　レベル
［ナル信号°である。

β）動作説明 従来技術でし明したように、ヒートロール゛ｂ加熱用ヒ
ータ２８への通電はオアゲート６０の出力信号Ｅによっ
て制し１される。本実施例においては、検知温度が異な
る検温素子１７ｐ、１７ｑをセンサヘッド１８と交互に
対向させ、センサヘッド１Ｂから発生する信号をＰ　Ｆ
　Ｅ　ＬＤ　−Ｐ信号、リトリカラブルワンショソト３
３０川力信号Ｃなどにより弁別１．て、オ°γゲート６
０の出力信号Ｅとすることにより、ヒートロールのアル
ミニウム部２７の雪１度を制御１．ようとするものであ
る。

印刷停止時のオアゲート３０の出力信号Ｅについて説明
する。このとき、ｐｐｇｇＤ−ｐ信号はＬｏｗレベルの
ままであり、そのため増幅器１９からの出力信号Ａが変
化しても、ナントゲート２９の出力ＦはＬｏ！’レベル
になることはない。

ヒートロールのアルミニウム部２７の温度が９３未満の
ときに乞ｔ１検瀞素子１７ｐ１検温素子１７ｑのどちら
がセンサヘッド１８と対向したときにでも、センサヘッ
ド１８からの出力信号は変化し、増幅器１９からの出力
信号Ａは変化する。

ヒートロールのアルミニウム部２７の温度がｐ℃に達し
たときに＃′ｉ、検温素子１７ｐがセンサヘッド１８と
対向して本、センサヘッド１８からの出力信号は変化せ
ず、検温素子１７ｑがセンサヘッド１８と対向したとき
にのみ、センサヘッド１８からの出力信号が変化し、増
幅器１９からの出力信号Ａが変化する。

増幅器１９からの出力信号Ａが変化すると、ワンショッ
ト３２が発振し、発振が停止するとリトリガラブルワン
ショット３３が発振する。ワンショット３２は増幅器１
９からの出力信号Ａが変化する度に発振するが、リトリ
ガラブルワンシａｙト３３の発振時間は、検温素子１７
ｑがセンサヘッド１８と対向してから、検温素子１７ｐ
がセンサヘッド１８と対向するまでに要する時間よりも
少し長い時間に設定されているので、検温素子１７ｐ、
１７ｑの温度がＰ℃未満のときには、リトリガラブルワ
ンショット３３の１側出力はＨｉ　ｇ　ｈ・レベルにな
ったままである。検温素子１７ｐｓ’７ｑの温度がｐＴ
、に達すると、検温素子１７ｐがセンサヘッド１８と対
向しても、センサヘッド１８からの出力信号は変化せず
、増幅器１９からの出力信号も変化しなくなるので、増
幅器１９からの出力信号Ａは検温素子１７ｑがセンサヘ
ッド１８と対向したときのみ変化することになり、リト
リガラブルワンショット３６の１１１１１出力Ｃは検温
素子１７ｐがセンサヘッド１８と対向した後一旦ＬＯ賃
レベルに々す、検温素子１７ｑがセンサヘッド１８と対
向すると再び発振してＨ１ｇｈレベルになるという動作
を繰り返す。印刷停止時であるので、ｐｐｇｇＤ−ｐ信
号はＬｏｗレベルのままであり、インバータ３１の出力
はＨ１ｇｈレベルのままである。したがって、ナントゲ
ート３４の出力信号１１１リトリガラブルワンシヨツト
６３の１側出力信号Ｃと増幅器１９からの出力信号人の
状態によって決まる。オアゲート３０の出力信号Ｅはナ
ントゲート３４の出力信号りによって決まる。

以上の様子を示した図が＄４図である。第４図は、検温
素子１７ｐ１１７ｑの温度がＰ″ＣＫ達すると、オアゲ
ート３０の出力信号ＥがＨ１ｇｈレベルになることがな
くなり、ヒートロールの加熱用ヒータ２８への通電がな
されなくなることを示している。すなわち、ヒートロー
ルのアルミニウム部２７の温度がＰ℃になるように制御
され、ヒートロールの表面温度はほぼＰ’ＣＫ：保たれ
る。

次に印刷中のオアゲート５０の出力信号Ｅについて説明
する。このとき、ｐＦＥＥＤ−Ｐ信号はＨ１ｇｈレベル
のままであり、ナントゲート３４はＨｌ　ｇｈレベルの
ままであり、ナントゲート２９の出力信号は増幅器１９
からの出力信号Ａによって決まる。

すなわち、オアゲート３０の出力信号Ｅは増幅器１９か
らの出力信号ＡＫよってのみ決まる。増幅器１９からの
出力信号Ａは前述した通りであ夛、この様子を第５図に
示す。第５図に示す過多検温素子１７ｐ、１７ｑの温度
がｑ″ＣＫ達すると、オアゲート３０の出力信号ＥがＨ
１ｇｈレベルになることがなくなり、ヒートロールの加
熱用ヒータ２８への通電がなされなくなる。すなわち、
ヒートロールのアルミニウム部２７の温度がｑ℃になる
ように制御され、前述したようにｑ＝Ｐ十Ｋ　Ｉ　Ｐ−
Ｔｐ１℃に設定すれば、ヒートロールの表面温度は＃ま
ぼｐ’ｃ６ｃ保たれる。

以上説明した通り、ヒートロールのアルミニウム部２７
の温度を、印刷停止時にはＰ℃、印刷時にｕ　ｑ　”Ｃ
，に制御することＫより、印刷停止時においても、印刷
時においても、ヒートロールの表面温度をはＰ！Ｐ℃に
保一つことかできる。

本発明は上記の様に簡単な方法で、かつ安価にヒートロ
ール表面温度を一定に保っことができるので、良好な定
着性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子写真式印刷装置の原理図である。 図において１はレーザ発振器、２は光学変調器、３は光
学声調器駆動回路、４は反射ミラー、５は回゛転多面鏡
、６け感光ドラム、７＃ｉ帯電器、８は現僚機、９は転
写器、１０は用艇送りトラクタ、１１は用紙押し出し機
構、１２は予備加熱板、１３ｉヒートロール、１４１１
１バツクアツプロール、１５Ｆｉ用紙折りたたみ装置、
１゛６は用紙である。 第２図はヒー・トロール温度制御の原理図である。 図において、１７は検温素子、１８はセンサヘッド、１
９は増□幅器、２０ｉｊ力９ンタ、２１は７リツプフロ
ツプ、２２ｔｊ電子スイツチ、２３は電子スイッチ駆動
回路、２４はヒートロール駆動モータ、２５は電源、２
６はシリコンゴム、２７Ｈアルミニウム部、２８＃ｉ加
熱用ヒータである。 第６図は本発明になる一実施例を示す原理図である。図
において、’７ｐｘ’７ｑｔｆ検温素子、２９Ｆｉナン
トゲート、３ｏはオアゲート、３１はインバータ、３２
Ｖｉワンシヨツト、３３けリトリガラブルヮンショット
、３４はナントゲートである。第４図、第５図はタイム
チャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒートロールと、そのヒートロールを加熱するためのヒ
   ータと、そのヒータへの通電路をオン／オフする丸めの
   電気回路と、その電気回路を制御するための制御回路と
   、前記ヒートロールの表面温［を検知するためにヒート
   ロール表面に貼りつけられた検温素子と、その検温素子
   が対向したときに信号の変化を取り出すためのセンサヘ
   ッドと、そのセンサヘッドからの信号を増幅するための
   増幅器と、その増幅器からの信号の変化によって前記制
   御回路を制御するようにした電子写真式印刷装着におい
   て、前記ヒートロールの同一円周上に検知温度の異なる
   ２つの検温素子を貼りつけ、用紙停止時には検知温度の
   低い検温素子からの信号のみにより温度制御を行ない、
   印刷時には検知温度の高い検温素子からの信号により温
   度制御を行なうこと全特徴とする霜°子写真式印刷装置
   のヒートロール温度制御装置。